(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸に偏心した重りが取り付けられた正逆回転可能なモーターと、前記偏心重りにより変動されるバネ性のある部材とを備え、前記バネ性のある部材の変動により携帯電子機器本体を振動させる携帯電子機器において、前記バネ性のある部材が前記モーターの正転時と逆転時で異なる変動をすることで前記携帯電子機器への振動を異ならせ、
前記バネ性のある部材を前記偏心重りが叩くことで、前記バネ性のある部材を曲げるように配置し、前記モーターの正転時と逆転時に前記偏心重りが前記バネ性のある部材を叩く際、前記正転時と逆転時で前記バネ性のある部材の曲がる部分を異ならせることを特徴とする携帯電子機器。
【請求項２】
回転軸に偏心した重りが取り付けられた正逆回転可能なモーターと、前記偏心重りにより変動されるバネ性のある部材とを備え、前記バネ性のある部材の変動により携帯電子機器本体を振動させる携帯電子機器において、前記バネ性のある部材が前記モーターの正転時と逆転時で異なる変動をすることで前記携帯電子機器への振動を異ならせ、
前記バネ性のある部材を前記偏心重りが叩くように配置し、前記モーターの正転時と逆転時に前記偏心重りが前記バネ性のある部材を叩く際、前記正転時と逆転時で前記バネ性のある部材の叩かれる部分の形状を異ならせることを特徴とする携帯電子機器。
【請求項３】
回転軸に偏心した重りが取り付けられた正逆回転可能なモーターと、前記偏心重りにより変動されるバネ性のある部材とを備え、前記バネ性のある部材の変動により携帯電子機器本体を振動させる携帯電子機器において、前記バネ性のある部材が前記モーターの正転時と逆転時で異なる変動をすることで前記携帯電子機器への振動を異ならせ、
前記偏心重りに突起部を設け、前記突起部が前記バネ性のある部材を叩くように配置したことを特徴とする携帯電子機器。
【請求項４】
前記偏心重りに複数の突起部を設けたことを特徴とする請求項３に記載の携帯電子機器。
【請求項５】
前記突起部は、前記偏心重りに設けられた凹部に突出可能に収納され、前記モーターの正転時または逆転時には前記凹部に収納され、他方の逆転時または正転時には前記凹部から突出することを特徴とする請求項３または４に記載の携帯電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バイブレーション機能を備える携帯電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電子機器の物理的操作形態（キーパッド、スイッチ等）によるユーザの利便性の自由度低下の解消や様々な入力画面を提供可能にするために、タッチパネルを使用した携帯電子機器の採用が増えている。タッチパネルは、パネルと指などのタッチ（パネルへの押下）によってタッチ（押下）検出・入力処理が行われるものである。
しかしながら、タッチパネル式の携帯電子機器においては、タッチパネルに表示されたボタンを押下した際に、通常のボタンのように指に対してボタンを押下したという触感が伝わらないため、押下したかどうかが解り難いという課題がある。
その課題を解決するために、特許文献１には、バイブレーション用モーターを回転させることによって、指に振動を与え、ボタンを押下したことを操作者に伝えるタッチパネルを有するデバイスが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１４０１６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載のデバイスでは、バイブレーション用モーターをそのまま使用しているため、端末全体を振動させることになり、ボタンを押下した指にだけ振動が伝わるのではなく、デバイスを保持している手全体に振動が伝わるため、ボタンを押下したという触感に乏しい。
また、携帯電子機器が携帯電話機である場合、着信を知らせるバイブレーションとして同じモーターを使用する場合は、操作中に着信したときに、着信とボタンの押下を判別することができない。
【０００５】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、バイブレーション用モーターを利用して、最小限のコストでタッチパネルに表示されたボタン押下の触感呈示用の振動を実現することができる携帯電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明は、回転軸に偏心した重りが取り付けられた正逆回転可能なモーターと、前記偏心重りにより変動されるバネ性のある部材とを備え、前記バネ性のある部材の変動により携帯電子機器本体を振動させる携帯電子機器において、前記バネ性のある部材が前記モーターの正転時と逆転時で異なる変動をすることで前記携帯電子機器への振動を異ならせ、前記バネ性のある部材を前記偏心重りが叩くことで、前記バネ性のある部材を曲げるように配置し、前記モーターの正転時と逆転時に前記偏心重りが前記バネ性のある部材を叩く際、前記正転時と逆転時で前記バネ性のある部材の曲がる部分を異ならせることを特徴とする。
【０００９】
また、上記目的を達成するため、本発明は、回転軸に偏心した重りが取り付けられた正逆回転可能なモーターと、前記偏心重りにより変動されるバネ性のある部材とを備え、前記バネ性のある部材の変動により携帯電子機器本体を振動させる携帯電子機器において、前記バネ性のある部材が前記モーターの正転時と逆転時で異なる変動をすることで前記携帯電子機器への振動を異ならせ、前記バネ性のある部材を前記偏心重りが叩くように配置し、前記モーターの正転時と逆転時に前記偏心重りが前記バネ性のある部材を叩く際、前記正転時と逆転時で前記バネ性のある部材の叩かれる部分の形状を異ならせることを特徴とする。
【００１０】
また、上記目的を達成するため、本発明は、回転軸に偏心した重りが取り付けられた正逆回転可能なモーターと、前記偏心重りにより変動されるバネ性のある部材とを備え、前記バネ性のある部材の変動により携帯電子機器本体を振動させる携帯電子機器において、前記バネ性のある部材が前記モーターの正転時と逆転時で異なる変動をすることで前記携帯電子機器への振動を異ならせ、前記偏心重りに突起部を設け、前記突起部が前記バネ性のある部材を叩くように配置することを特徴とする。また、本発明は、前記偏心重りに複数の突起部を設けることが好ましい。
【００１１】
前記突起部は、前記偏心重りに設けられた凹部に突出可能に収納され、前記モーターの正転時または逆転時には前記凹部に収納され、他方の逆転時または正転時には前記凹部から突出することが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、携帯電子機器本体に搭載されているバイブレーション用モーターを回転させ、携帯電子機器本体に、正転時と逆転時で異なる振動をさせることができるので、モーターの正転時の振動をバイブレーション用の振動として利用し、モーターの逆転時の振動をボタン押下の触感呈示用の振動として利用することで、最小限のコストでボタン押下の触感呈示用の振動を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】携帯電話機の概観を示す斜視図である。
【図２】図１の携帯電話機の構成ブロック図である。
【図３】本発明の携帯電子機器に搭載されるバイブレーション用モーターの取り付け状態を示す模式図である。
【図４】バイブレーション用モーターが正転した時の状態を示す模式図である。
【図５】バイブレーション用モーターが逆転した時の状態を示す模式図である。
【図６】偏心重りの端面に突起部を設けたバイブレーション用モーターの取り付け状態を示す模式図である。
【図７】偏心重りの端面に突起部を設けたバイブレーション用モーターが正転した時の状態を示す模式図である。
【図８】偏心重りの端面に突起部を設けたバイブレーション用モーターが逆転した時の状態を示す模式図である。
【図９】偏心重りの端面に複数の突起部を設けたバイブレーション用モーターの取り付け状態を示す模式図である。
【図１０】バネ材を樹脂系の部材としたときのバイブレーション用モーターの取り付け状態を示す模式図である。
【図１１】突起部を可動にしたときのイメージ図である。
【図１２】バイブレーション用モーターが正転した時および逆転した時の可動する突起部の状態を示す模式図である。
【図１３】タッチパネルを有する入力装置の実装構造の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、ここで、携帯電子機器とは、例えば、携帯電話機、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、スマートフォン、デジタルフォトフレーム、電子辞書、電子書籍等の情報端末である。本実施例では、タッチパネルを有する携帯電話機について説明する。図１は、携帯電話機の概観を示す斜視図である。図１に示すよう、携帯電話は、表示側本体１と操作側本体２とがヒンジ部３によって連結された折りたたみ形式のものである。表示側本体１は、表示側筐体４及び当該表示側筐体４の一面に設けられた表示部５等から構成され、表示側筐体４においてヒンジ部３から離間した部位には受話口６が形成されている。
【００１７】
一方、操作側本体２は、操作側筐体７及び当該操作側筐体７の一面に設けられた操作部８等から構成され、操作側筐体７においてヒンジ部３から離間した部位には送話口９が形成されている。操作側筐体７は、操作側本体２の外装を形成するものであり、折りたたみ時に表示側本体に対向する操作側対向面側を構成するフロントケース７ａ及び、操作側対向面に対して操作側本体２の逆面側を構成するリアケース７ｂから成る。なお、フロントケース７ａ及びリアケース７ｂは、互いに操作側本体２の厚さ方向に結合可能な構成となっている。また、送話口９は、不図示のマイクと連通する構成となっている。
なお、本実施例では、表示部５がタッチセンサを備えたタッチパネルになっており、指やスタイラス等により画面上をタッチすることで操作を指示することができるものである。
【００１８】
図２は、図１の携帯電話機の構成ブロック図である。図２に示すように、携帯電話は、通信部２１、操作部２２、表示部２３、バイブレータ２４、タッチセンサ２５、荷重検出部２６、発音部２７及び制御部２８から構成されている。
【００１９】
通信部２１は、制御部２８による制御の下、アンテナを介して外部の基地局と音声信号、制御信号及びデータ信号等の各種信号を送受信する。
操作部２２は、図１の操作部８と同様で、電源キー、テンキー、各種ファンクションキー等の各種操作キーから構成されており、これらの操作キーに対するユーザの操作指示を制御部２８へ出力する。
タッチセンサ２５は、表示部２３に対する指やスタイラス等による入力を受け付けるもので、抵抗膜方式、静電容量方式、光学式等の公知の方式のもので構成する。荷重検出部２６は、タッチセンサ２５のタッチ面に対する押圧荷重を検出するもので、例えば、歪みゲージセンサや圧電素子等の荷重に対してリニアに反応する素子を用いて構成する。
表示部２３は、図１の表示部５と同様で、制御部２８から入力される信号に基づいて画像や文字からなる各種画面を表示するもので、押しボタンスイッチ（プッシュ式ボタンスイッチ）のような入力ボタン等の入力用オブジェクトを表示可能とし、例えば、液晶表示パネルや有機ＥＬ表示パネル等を用いて構成する。
【００２０】
バイブレータ２４は、バイブレータ用モーター及び当該バイブレータ用モーターの軸に取り付けられた重心に偏りのある偏心重りから構成されており、リアケース７ｂの内側に設けられた収容部に収容されており、制御部２８の制御の下、バイブレータ用モーターが回転することによってタッチセンサ２５とフロントケース７ａおよびリアケース７ｂとを振動させる。本実施例では、１つのバイブレーション用モーターによるタッチセンサ２５への振動と筐体（フロントケース７ａおよびリアケース７ｂ）への振動とを異なるようにしたことを特徴とし、具体的な構成については後述する。
このような構成により、表示部２３で押しボタンスイッチ（プッシュ式ボタンスイッチ）のような入力ボタン等の入力用オブジェクトを表示し、操作者が指でそのボタンに対応する位置を押圧した場合に、荷重検出部２６でタッチセンサ２５のタッチ面に対する押圧荷重を検出してバイブレータ２４により振動し、操作者に触感を呈示することができるようになる。
発音部２７は、スピーカから構成されており、制御部２８から入力される音声信号に基づいてスピーカから外部へ着信音または音声等を発音する。
【００２１】
図３は、図２のバイブレータ２４の具体的な構成を示す図であり、図３（ａ）は上面図であり、図３（ｂ）は側面図である。モーター１１の軸には、該軸に対して重心が外れるようにして偏心重り１２が取り付けられており、バネ材１３を保持する保持部材１４は、モーター１１が回転したときに、偏心重り１２がバネ材１３の先端を叩く位置に配置されている。図３〜図９では、バネ材を用い、バネ材１３が偏心重り１２や後述する突起１５等により叩かれる（弾性力を増す方向に動かされて後に元に戻る）ことで振動が発生する構成とした場合について説明する。
【００２２】
図４は、バイブレーション用モーターが正転した時の状態を示す模式図である。モーター１１の正転時には、モーター１１の偏心重り１２がバネ材１３にぶつかると、バネ材１３は、点Ａを曲がり点として曲がるため、曲がり点から偏心重り１２にぶつかる側の先端までの距離が長くなり、バネ材１３の弾性力が比較的柔らかく（弱く）、バネ材１３を曲げる力が小さい。そのためモーター１１の回転にかかる負荷も軽くなり、通常のバイブレーションに近い状態で回転することができる。
【００２３】
図５は、バイブレーション用モーターが逆転した時の状態を示す模式図である。モーター１１の逆転時には、モーター１１の偏心重り１２がバネ材１３にぶつかると、バネ材１３は、点Ｂを曲がり点として曲がるため、曲がり点から偏心重り１２にぶつかる側の先端までの距離が短くなり、バネ材１３の弾性力が比較的硬く（強く）、バネ材１３を曲げる力が大きい。そのため、ぶつかったときの衝撃が、バネ材１３を保持している保持部材１４に伝わり、保持部材１４がタッチパネルの筐体に実装されている場合には、タッチパネルに衝撃波が伝わることになり、操作者がボタンを押下した触感となって指に伝えられる。
【００２４】
このように、本実施例では、正転時と逆転時とでバネ材１３の曲がり部（点Ａと点Ｂ）が相違するように保持部材１４がバネ材１３を保持する構成とすることを特徴とする。
【００２５】
このとき、バネ材１３の材質や厚み、点ＡＢ間の長さ、点Ｂから衝突する点までの長さを調整することにより、適切な衝撃を得ることができる。
【００２６】
図６は、偏心重りの端面に突起部を設けたバイブレーション用モーターの取り付け状態を示す模式図である。モーター１１の偏心重り１２の外周に突起部１５が設けられており、バネ材１３を保持する保持部材１４は、モーター１１が回転したときに、突起部１５のみがバネ材１３の先端を叩く位置に設置されている。
【００２７】
図７は、偏心重りの端面に突起部を設けたバイブレーション用モーターが正転した時の状態を示す模式図である。モーター１１の正転時に、突起部１５がバネ材１３にぶつかると、バネ材１３は、点Ａで曲がるため、比較的柔らかく、軽い力で曲げられる。しかも突起部１５を通過した後では、バネ材１３は正規の位置（図７の点線位置）に戻るため、モーター１１の回転にかかる負荷は、突起部１５の位置のみとなり、モーター１１は、より通常のバイブレーションに近い状態で回転することができる。
【００２８】
図８は、偏心重りの端面に突起部を設けたバイブレーション用モーターが逆転した時の状態を示す模式図である。モーター１１の逆転時に、突起部１５がバネ材１３にぶつかると、バネ材１３は、点Ｂで曲がるため、比較的硬くなり、曲げるために大きな力を必要とする。そのためバネ材１３を保持している保持部材１４に、バネ材１３にぶつかったときの衝撃が伝わり、保持部材１４がタッチパネルの筐体に実装されている場合には、タッチパネルに衝撃波が伝わることになり、操作者がボタンを押下した感触となって指に伝えられる。しかも突起部１５を通過した後は、バネ材１３は正規の位置（図８の点線位置）に戻るため、モーター１１の回転にかかる負荷は、突起部１５の位置のみとなり、モーター１１は、回転するための余分な電力を削減することができる。
【００２９】
図９は、偏心重りの端面に複数の突起部を設けたバイブレーション用モーターの取り付け状態を示す模式図である。偏心重り１２に突起部１５を複数設けることによって、突起部１５の間隔によって衝撃の周波数を変えることができ、突起部１５の個数によって衝撃の頻度や大きさを変えることができる。
【００３０】
図１０は、バネ材を樹脂系の部材としたときのバイブレーション用モーターの取り付け状態を示す模式図である。図１０に示すように、バネ材１６は、樹脂系の部材からなり、樹脂系の部材で図面Ｃ部分を略Ｕ字形状とすることでバネ材１６にＤ方向へのバネ性を持たせ、モーター１１の正転時にバネ材１６の突起部１５に接触する側の衝撃部分１７をＲ状に形成することにより、モーター１１の正転時のバネ材１６が突起部１５にぶつかった時に軽く逃げる（衝撃部分１７がＤ方向に移動する）構造とし、モーター１１の逆転時にバネ材１６の突起部１５に接触する側の衝撃部分１７を上述のＲ状よりも突起部１５から大きく力を受ける形状（本実施例では突起部１５が衝撃部分１７に当接する際のモーター１１の軸中心からの円周に延びる長手方向に延びる部分と略並行となる形状）で形成することにより、モーター１１の逆転時のバネ材１６が突起部１５にぶつかった時に強く逃げる構造とすることができる。
【００３１】
図３に示すバネ材１３が少なくともツーピース構造であるのに対し、樹脂系の部材からなるバネ材１６は、ワンピース構造とすることができるため、構造を単純化することができる。
【００３２】
図１１は、突起部を可動にしたときのイメージ図である。モーター１１の偏心重り１２の端面に凹部１８を設け、凹部１８の中に棒状の突起部１９が、偏った位置にある支持棒２０によって、突出可能に収容されている。このような構成により、突起部１９を可動に取り付け、正転時には格納され、逆転時には突起部１９が凹部１８の壁部（後述する図１０（ｂ）のＥ部分）に当接した状態で偏心重り１２から突出を維持することにより、正転時にバネ材１３またはバネ材１６に衝撃を与えることなく、通常のバイブレーションと同じ振動を装置本体に与えることができ、逆転時にのみタッチパネルに表示されたボタン押下の触感呈示用の振動を得ることができるようになる。
【００３３】
図１２は、バイブレーション用モーターが正転した時および逆転した時の可動する突起部の状態を示す模式図である。図１２（ａ）は上面図であり、図１２（ｂ）は側面図である。モーター１１の正転時には、図１２（ａ）（ｂ）の左図に示すように、突起部１９がバネ材１３またはバネ材１６に軽くぶつかった段階で凹部１８に収容される。モーター１１の逆転時には、図１２（ａ）（ｂ）の右図に示すように、突起部１９が遠心力によって凹部１８から突出し、バネ材１３またはバネ材１６にぶつかる構造となっている。
【００３４】
本発明は、携帯電子機器本体に搭載されているバイブレーション用モーターが、正転時と逆転時で異なる振動をするので、モーターの正転時の振動をバイブレーション用の振動として利用し、モーターの逆転時の振動をタッチパネルに表示されるボタンの押下による触感呈示用の振動として利用することで、最小限のコストでボタン押下の触感呈示用の振動を実現することができる。
【００３５】
また、携帯電子機器が携帯電話機である場合、着信を知らせるバイブレーションとして同じモーターを使用する場合でも、操作中に着信したときに、正転時と逆転時で振動が異なるために、着信時のバイブレーションとタッチパネルに表示されたボタンの押下による触感呈示時の振動とを判別することができるようになる。
【００３６】
なお、バネ材をタッチパネルの筐体に保持することによって、タッチパネルに対してより衝撃を与えることができ、よりリアルな触感を操作者の指に与えることができる。例えば、図１３に示すように、表示部上にバネ材介してタッチセンサを保持し、バネ材によりタッチパネルに対して衝撃を与えることで、操作者の指にリアルな触感を与えることができる。図１３は、タッチパネルを有する携帯電子機器の実装構造の一例を示すもので、図１３（ａ）は要部断面図、図１３（ｂ）は要部平面図である。携帯電子機器は、筐体３５の４隅の表示部３６上には、バネ材３２を介して、タッチセンサ３０を保持する。筐体３５には、タッチセンサ３０の表面領域を覆うようにアッパカバー３３を設け、このアッパカバー３３とタッチセンサ３０との間に、弾性部材からなるインシュレータ３４を配設する。タッチセンサ３０の表面上には、アッパカバー３３で覆われる各辺の近傍に、タッチセンサ３０に加わる荷重（押圧力）を検出するための歪みゲージセンサ３１をそれぞれ設ける。すなわち、図１３示す携帯電子機器は、歪みゲージセンサ３１で荷重を検出し、バネ材３２を用いてタッチ面３０ａを振動させることにより、操作者の指にリアルな触感を与えることができる。なお、このバネ材３２は、これまで説明したバネ材であればよく、バネ材とともに保持部材もタッチパネルの筐体に保持するようにしてもよい。
【００３７】
また、本発明は、突起部を設けることによって、突起部がバネ材を叩く時だけ干渉するため、モーターに与える負荷を低減することができる。
また、本発明は、突起部を可動に取り付け、正転時には収納される構造とすることで、バイブレーション時に衝撃を与えることなく、通常のバイブレーションと同じ振動を本体に与えることができ、逆転時には突出する構造とすることで、逆転時のみボタン押下の触感呈示用の振動を得ることができる。
【００３８】
また、本実施例では、バネ材としてバネ材１３・保持部材１４、及びバネ材１６を用いた場合について説明したが、モーターの正転時と逆転時で異なるようにバネ材が変動するような構成であればよい。
【符号の説明】
【００３９】
１  表示側本体
２  操作側本体
３  ヒンジ部
４  表示側筐体
５，２３，３６  表示部
６  受話口
７  操作側筐体
７ａ  フロントケース
７ｂ  リアケース
８，２２  操作部
９  送話口
１１  モーター
１２  偏心重り
１３，１６，３２  バネ材
１４  保持部材
１５，１９  突起部
１７  衝突部分
１８  凹部
２０  支持棒
２１  通信部
２４  バイブレータ
２５，３０  タッチセンサ
２６  荷重検出部
２７  発音部
２８  制御部
３０ａ  タッチ面
３１  歪みゲージセンサ
３３  アッパカバー
３４  インシュレータ
３５  筐体
【図１】
0005480069.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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